專利名稱：一種相變瀝青路面材料的制備方法
技術領域：
本發明涉及相變瀝青路面材料的制備方法。 技術背景瀝青混凝土是一種粘彈性材料，其物理力學性能與溫度和荷載作用時間密切相關。瀝青 路面在使用期間，經受從低溫到高溫不同環境條件的考驗。通常所說的"高溫穩定性"的"高 溫"條件是指在使用過程中受交通荷載的反復作用，容易產生車轍、推移、擁包等永久性變 形(也包括泛油)的溫度范圍。道路使用的實踐表明，在通常的汽車荷載條件下，永久性的 變形主要是在夏季氣溫25以上，即瀝青路面的路表溫度達到40 7(TC，已經達到或超過道 路瀝青的軟化點溫度的情況下容易產生，且隨著溫度升高和荷載的加重，變形愈大。相反低 于這個溫度，就不會產生嚴重的變形。在我國，大部分地區一年之中都會有數十天乃至一百 余天超過這個溫度，有些地方盡管一年之中也許僅僅只有幾天達到這樣的氣溫條件，也難逃 高溫變形破壞的厄運。瀝青路面在高溫條件下承受荷載作用，瀝青混合料會產生顯著地變形，其中不能恢復的 永久變形就成為車轍。車轍的存在降低了路面的使用性能，危及行車安全，從而縮短瀝青路 面的使用壽命；高速公路的車轍是瀝青路面的最有危害的破壞形式之一。此外，在鋼箱梁的 鋪裝過程中，由于瀝青混合料會在高溫條件下出現推擠、擁包等現象，嚴重的影響路面情況 和施工效果。對于以上瀝青混合料高溫穩定性不足的情況，相繼有人發明了抗車轍劑等產品，通過增 加瀝青粘彈性的辦法，來提高瀝青混凝土高溫穩定性。 發明內容本發明的目的在于提供一種相變瀝青路面材料的制備方法，該方法制備的相變瀝青路面 材料能提高路面的高溫穩定性。為了實現上述目的，本發明的技術方案是 一種相變瀝青路面材料的制備方法，其特征 在于它包括如下步驟1)、相變瀝青改性劑的制備①按質量比為相變材料促凝劑支撐材料偶聯劑=100: 1 5: 10 50: 1 5，選取相變材料、促凝劑、支撐材料和偶聯劑，備用；所述的相變材料為聚乙二醇(1000， 2000)、聚乙烯(碳鏈長度20 30)或石蠟(碳鏈 長度16 20);所述的促凝劑為CaCl2或MgCl2; 所述的支撐材料為二氧化硅或聚乙烯醇； 所述的偶聯劑為l， 4一丁二醇或鈦酸醋；@將相變材料加入到質量濃度為20% 40%的硅溶膠中，硅溶膠與相變材料質量比為100: 10 20,待相變材料全部溶解后，滴加促凝劑，在攪拌下，使其發生凝膠化反應，靜置后形成二維網絡結構凝膠；將凝膠在70 90'C烘箱中鼓風干燥24 48 h，冷卻至室溫取出搗碎， 并攪拌得粉體(粒徑《0. l咖)；將粉體30 50 'C下抽真空2 4 h，然后在保護氣體的保護 下，加入支撐材料，80 10(TC溫度下，添加偶聯劑疏水改性2 6 h;然后造粒，得相變瀝 青改性劑；2)相變瀝青路面材料的制備①按質量比為粗集料細集料填料瀝青纖維相變瀝青改性劑=100: 10 20:1 8: 2 6: 0.2 0. 5: 2 10，選取粗集料、細集料、填料、 瀝青、纖維和相變瀝青改性劑，備用；②將粗集料、細集料和纖維在攪拌鍋中攪拌30 60s,添加相變瀝青改性劑繼續攪拌60 90s，添加瀝青再攪拌60 90s，最后加入填料拌和60 90s，其中粗集料、細集料與填料加 熱至150 19(TC，瀝青加熱溫度150 17(TC,攪拌鍋設定溫度160 180°C,得相變瀝青路 面材料。所述的保護氣體為氮氣或氬氣。所述的粗集料、細集料為玄武巖、輝綠巖或石灰巖。所述的填料為石灰石礦粉。所述的瀝青為道路70tt瀝青或SBS改性瀝青(SBS為丁苯橡膠)。 所述的纖維選用聚酯纖維、木質素纖維或礦物纖維。本發明的有益效果是采用相變瀝青改性劑對瀝青路面材料改性，使路面在高溫時段吸 熱延緩溫度的升高，在低溫時段釋放熱量從而降低瀝青材料的溫度敏感性，縮小路面溫度的 變化范圍，提高路面的高溫穩定性，延長路面壽命。本發明采用了固液相變材料定形技術解 決了在相變過程中出現的液體滲漏問題并，且選用聚乙二醇，聚乙烯，石蠟等相變材料解決 了固液相變材料滲漏液體與瀝青的互溶問題。本發明制備的相變瀝青路面材料能夠降低路面 溫度2 1(TC以上，有效的減緩高溫對路面的破壞，增強路面的抗高溫性能。
圖1為在夏季高溫條件下氣溫，普通瀝青路面材料以及相變瀝青路面材料的溫度與時間 變化關系圖。
具體實施方式
為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不 僅僅局限于下面的實施例。 實施例1一種相變瀝青路面材料的制備方法，它包括如下步驟1)、相變瀝青改性劑的制備①按質量比為相變材料促凝劑支撐材料偶聯劑=100: 2: 20: 2.4，選取相變材料、促凝劑、支撐材料和偶聯劑，備用； 所述的相變材料為聚乙二醇(1000， 2000); 所述的促凝劑為CaCl2; 所述的支撐材料為聚乙烯醇； 所述的偶聯劑為鈦酸醋；②將相變材料加入到質量濃度為25%的硅溶膠中，硅溶膠與相變材料質量比為100: 12, 待相變材料全部溶解后，滴加促凝劑，在強力攪拌下，使其發生凝膠化反應，靜置后形成二 維網絡結構凝膠；將凝膠在80'C烘箱中鼓風干燥30 h,冷卻至室溫取出搗碎，并強力攪拌 得粉體(粒徑《0. lmm);將粉體40 'C下抽真空3 h，以除去絕大部分水分，然后在保護氣體 的保護卜，加入支撐材料，9(TC溫度下，添加偶聯劑疏水改性2 6h;經擠出機擠出造粒制 成半徑為1 2mm的顆粒，得相變瀝青改性劑；所述的保護氣體為氮氣；2)相變瀝青路面材料的制備①按質量比為粗集料細集料填料瀝青纖維相 變瀝青改性劑=100: 11: 1.5: 4: 0.3: 4，選取粗集料、細集料、填料、瀝青、纖維和相變 瀝青改性劑，備用；所述的粗集料、細集料為玄武巖，最大公稱粒徑9.5mm;所述的填料為石灰石礦粉；所述的瀝青為SBS改性瀝青(SBS為丁苯橡膠)； 所述的纖維選用聚酯纖維；②將粗集料、細集料和纖維在攪拌鍋中攪拌50s，添加相變瀝青改性劑繼續攪拌70s， 添加瀝青再攪拌70s，最后加入填料拌和70s，其中粗集料、細集料與填料加熱至1S0。C，瀝 青加熱溫度16(TC，攪拌鍋設定溫度170°C，得相變瀝青路面材料。制備的相變瀝青路面材料可以降低路面5°C。動穩定度可達到7900次/tnm。實施例2:一種相變瀝青路面材料的制備方法，它包括如下歩驟1)、相變瀝青改性劑的制備①按質量比為相變材料促凝劑支撐材料偶聯劑=100: 3: 20: 3.2，選取相變材料、促凝劑、支撐材料和偶聯劑，備用； 所述的相變材料為聚乙烯(碳鏈長度20 30); 所述的促凝劑為MgCl2; 所述的支撐材料為聚乙烯醇；所述的偶聯劑為1， 4一 j'二醇；②將相變材料加入到質量濃度為30%的硅溶膠中，硅溶膠與相變材料質暈比為100: 15，待相變材料全部溶解后，滴加促凝劑，在強力攪拌下，使其發生凝膠化反應，靜置后形成二維網絡結構凝膠；將凝膠在8(TC烘箱中鼓風干燥30 h,冷卻至室溫取出搗碎，并強力攪拌 得粉體(粒徑《0. lram);將粉體40 'C下抽真空3h,以除去絕大部分水分，然后在保護氣體 的保護下，加入支撐材料，90'C溫度下，添加偶聯劑疏水改性4 h;經壓片機壓片制得半徑 為1 2mm的顆粒，得相變瀝青改性劑；所述的保護氣體為氬氣；2)相變瀝青路面材料的制備①按質量比為粗集料細集料填料瀝青纖維相 變瀝青改性劑=100: 14: 3: 4.5: 0.3: 4，選取粗集料、細集料、填料、瀝青、纖維和相變 瀝青改性劑，備用；所述的集料為輝綠巖，最大公稱粒徑為16mm;所述的填料為石灰石礦粉；所述的瀝青為道路70#瀝青； 所述的纖維選用木質素纖維；②將粗集料、細集料和纖維在攪拌鍋中攪拌60s,添加相變瀝青改性劑繼續攪拌80s， 添加瀝青再攪拌80s，最后加入填料拌和80s,其中粗集料、細集料與填料加熱至19(TC，瀝 青加熱溫度170'C，攪拌鍋設定溫度18(TC，得相變瀝青路面材料。制備的相變瀝青路面材料可以降低路面7'C，動穩定度可達到9000次/mm。實施例3:一種相變瀝青路面材料的制備方法，它包括如下步驟1)、相變瀝青改性劑的制備①按質量比為相變材料促凝劑支撐材料偶聯劑=100: 1: 10: 1，選取相變材料、促凝劑、支撐材料和偶聯劑，備用； 所述的相變材料為石蠟(碳鏈長度16 20);所述的促凝劑為CaCL; 所述的支撐材料為二氧化硅； 所述的偶聯劑為1， 4一丁二醇；②將相變材料加入到質量濃度為20%的硅溶膠中，硅溶膠與相變材料質量比為100: 10,待相變材料全部溶解后，滴加促凝劑，在強力攪拌下，使其發生凝膠化反應，靜置后形成二維網絡結構凝膠；將凝膠在7(TC烘箱中鼓風干燥24 h，冷卻至室溫取出搗碎，并強力攪拌 得粉體(粒徑《0. lmm);將粉體30 °C卜'抽真空2 h，以除去絕大部分水分，然后在保護氣體 的保護下，加入支撐材料，8(TC溫度下，添加偶聯劑疏水改性4 h:經擠出機擠出造粒制成 半徑為1 2mm的顆粒，得相變瀝青改性劑；所述的保護氣體為氮氣；2)相變瀝青路面材料的制備①按質量比為粗集料細集料填料瀝青纖維相 變瀝青改性劑=100: 16: 2: 4.8: 0.2: 3，選取粗集料、細集料、填料、瀝青、纖維和相變 瀝青改性劑，備用；所述的粗集料、細集料為石灰巖；所述的填料為石灰石礦粉；所述的瀝青為道路70齡歷青；所述的纖維選用礦物纖維；②將粗集料、細集料和纖維在攪拌鍋中攪拌30s，添加相變瀝青改性劑繼續攪拌60s， 添加瀝青再攪拌60s，最后加入填料拌和60s,其屮粗集料、細集料與填料加熱至150°C，瀝 青加熱溫度150"C，攪拌鍋設定溫度16CTC，得相變瀝青路面材料。制備的相變瀝青路面材料可以降低路面6'C。動穩定度可達到8400次/醒。實施例4:一種相變瀝青路面材料的制備方法，它包括如下步驟1)、相變瀝青改性劑的制備①按質量比為相變材料促凝劑支撐材料偶聯劑=100: 5: 50: 3，選取相變材料、促凝劑、支撐材料和偶聯劑，備用；所述的相變材料為聚乙二醇(1000， 2000);所述的促凝劑為MgCl2;所述的支撐材料為聚乙烯醇；所述的偶聯劑為鈦酸醋；②將相變材料加入到質量濃度為30%的硅溶膠中，硅溶膠與相變材料質量比為100: 18， 待相變材料全部溶解后，滴加促凝劑，在強力攪拌下，使其發生凝膠化反應，靜置后形成二 維網絡結構凝膠；將凝膠在9(TC烘箱中鼓風千燥48 h,冷卻至室溫取出搗碎，并強力攪拌 得粉體(粒徑《0. lmm);將粉體50 'C下抽真空4 h，以除去絕大部分水分，然后在保護氣體 的保護下，加入支撐材料，IOO'C溫度下，添加偶聯劑疏水改性5 h;經擠出機擠出造粒制成半徑為1 2m！的顆粒，得相變瀝青改性劑；所述的保護氣體為氬氣；2)相變瀝青路面材料的制備①按質量比為粗集料細集料填料瀝青纖維相 變瀝青改性劑=100: 18: 9: 6: 0.5: 12，選取粗集料、細集料、填料、瀝青、纖維和相 變瀝青改性劑，備用；所述的粗集料、細集料為玄武巖；所述的填料為石灰石礦粉；所述的瀝青為道路70S瀝青；所述的纖維選用聚酯纖維；②將粗集料、細集料和纖維在攪拌鍋中攪拃40s，添加相變瀝青改性劑繼續攪拌90s，添加瀝青再攪拌90s，最后加入填料拌和90s，其中粗集料、細集料與填料加熱至19(TC，瀝青加熱溫度17(TC，攪拌鍋設定溫度18(TC，得相變瀝青路面材料。 制備的相變瀝青路面材料可以降低路面5°C 。動穩定度可達到6300次/mra。
權利要求
1.一種相變瀝青路面材料的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)、相變瀝青改性劑的制備①按質量比為相變材料∶促凝劑∶支撐材料∶偶聯劑＝100∶1～5∶10～50∶1～5，選取相變材料、促凝劑、支撐材料和偶聯劑，備用；所述的相變材料為聚乙二醇、聚乙烯或石蠟；所述的促凝劑為CaCl2或MgCl2；所述的支撐材料為二氧化硅或聚乙烯醇；所述的偶聯劑為1，4-丁二醇或鈦酸醋；②將相變材料加入到質量濃度為20％～40％的硅溶膠中，硅溶膠與相變材料質量比為100∶10～20，待相變材料全部溶解后，滴加促凝劑，在攪拌下，使其發生凝膠化反應，靜置后形成二維網絡結構凝膠；將凝膠在70～90℃烘箱中鼓風干燥24～48h，冷卻至室溫取出搗碎，并攪拌得粉體(粒徑≤0.1mm)；將粉體30～50℃下抽真空2～4h，然后在保護氣體的保護下，加入支撐材料，80～100℃溫度下，添加偶聯劑疏水改性2～6h；然后造粒，得相變瀝青改性劑；2)相變瀝青路面材料的制備①按質量比為按質量比為粗集料∶細集料∶填料∶瀝青∶纖維∶相變瀝青改性劑＝100∶10～20∶1～8∶2～6∶0.2～0.5∶2～10，選取粗集料、細集料、填料、瀝青、纖維和相變瀝青改性劑，備用；②將粗集料、細集料和纖維在攪拌鍋中攪拌30～60s，添加相變瀝青改性劑繼續攪拌60～90s，添加瀝青再攪拌60～90s，最后加入填料拌和60～90s，其中粗集料、細集料與填料加熱至150～190℃，瀝青加熱溫度150～170℃，攪拌鍋設定溫度160～180℃，得相變瀝青路面材料。
2. 根據權利要求1所述的一種相變瀝青路面材料的制備方法，其特征在于所述的保護氣體為氮氣或氬氣。
3. 根據權利要求1所述的一種相變瀝青路面材料的制備方法，其特征在于所述的粗集 料、細集料為玄武巖、輝綠巖或石灰巖。
4. 根據權利要求1所述的一種相變瀝青路面材料的制備方法，其特征在于所述的填料 為石灰石礦粉。
5. 根據權利要求1所述的一種相變瀝青路面材料的制備方法，其特征在于所述的瀝青 為道路70財歷青或SBS改性瀝青(SBS為丁苯橡膠)。
6. 根據權利要求1所述的一種相變瀝青路面材料的制備方法，其特征在于所述的纖維 選用聚酯纖維、木質素纖維或礦物纖維。
全文摘要
本發明涉及相變瀝青路面材料的制備方法。一種相變瀝青路面材料的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)相變瀝青改性劑的制備①按質量比為相變材料∶促凝劑∶支撐材料∶偶聯劑＝100∶1～5∶10～50∶1～5，選取；②將相變材料加入到硅溶膠中，滴加促凝劑，形成凝膠；將凝膠干燥，冷卻至室溫取出搗碎，并攪拌得粉體；將粉體30～50℃下抽真空2～4h，然后在保護氣體的保護下，加入支撐材料，80～100℃溫度下，添加偶聯劑疏水改性；然后造粒，得相變瀝青改性劑；2)相變瀝青路面材料的制備①按質量比為粗集料∶細集料∶填料∶瀝青∶纖維∶相變瀝青改性劑＝100∶10～20∶1～8∶2～6∶0.2～0.5∶2～10，選取，備用；②攪拌，得相變瀝青路面材料。該方法制備的相變瀝青路面材料能提高路面的高溫穩定性。
文檔編號C04B22/00GK101333094SQ200810048628
公開日2008年12月31日 申請日期2008年7月29日 優先權日2008年7月29日
發明者丁慶軍, 潛 李, 胡曙光, 謝先啟, 鄧利明, 黃小霞, 黃紹龍 申請人:武漢理工大學;武漢市市政建設集團有限公司